Электродинамический вибростенд

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик р 946686(22) Заявлено 02 . 12 . 80 (21) 3210124/18-28 131 М.Клс присоединением заявки Йо В Об В 1/04 ФС 01 М 7/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 300782. Бюллетень М 28 Дата опубликования описания 30.07.82) Заявитель учно-исследовательский институт интроскоп ю 4) ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ ВИБРОСТЕН тушка возбужденияижно на магнитопрое т 3 Изобретение относится к техникеиспытаний на вибропрочность и виброустойчивость и может быть использовано в любой отрасли машиностроения.Известен электродинамический вибростенд, в котором для корректирования его характеристики с подвижнойсистемой возбудителя колебаний связана подвижная катушка электродинамического датчика скорости, магнитнаясистема которого упруго установленана корпусе возбудителя 11.В связи с тем, что частота собственных колебаний магнитной системыдатчика выбирается весьма низкой,сигнал датчика привязан к абсолютнойсистеме координат, а не к корпусувозбудителя колебаний, Это обстоятельство не позволяет испольэоватьсигнал датчика для дешифрированиясобственных колебаний подвижной системы возбудителя,Известен электродинамический возбудитель колебаний, который для корректирования его характеристики снабжен катушкой, индуктивно связаннойс подвижной катушкой Возбудителя,закрепленной на общем с ней магнитопроводе, или установленной в воздушном зазоре и связанной с подвижной системой, если казакреплена неподвводе 2,Б сигнале обратной связи присутствуют значительные по величинесоставляющие, отражающие искаженияв усилительном тракте вибростенда,а также наведенные пропорциональнокоэффициенту передачи между индуктивно связанными катушками, Это непозволяет использовать сигнал обратной связи для измерения колебательной скорости подвижной системы возбудителя. Кроме того, для эффективной работы таких возбудителей необходимо выполнение магнитопровода,общего для подвижной и н подвижнойкатушек, шихтованным иэ рансформаторной стали.Известен электродинамический возбудитель колебаний с двумя раздельными, жестко соединенными междусобой магнитными системами, в кольцевые зазоры которых помещены подвижные катушки, соответственно возбудителя и датчика скорости, соединенные между собой стержнем 1.3 ).В таком возбудктелЕ длинныйстержень, соединяющий подвижные катушки, обуславливает наличие сильно 946686го резонанса в сравнительно низкочастотной области рабочего диапазоначастот возбудителя колебаний, который затрудняет его применение прииспытаниях, например, в режиме случайных колебаний,Наиболее близким кизобретениюпо технической сущности являетсяэлектродинамический вибростенд, содержащий магнитопровод, упруго подвешенный каркас с катушкой, размеценной в воздушном зазоре магнитопровода, усилитель мощности, выходомподключенный к катушке, и обмоткуобратной связи, подключенную череззвено обратной связи ко входу усилителя мощности 4,Сигнал обратной связи в такомвибростенде нельзя использовать дляизмерения колебательной скоростисистемы возбуждения, так как в нем 20содержится составляюцая, наведеннаяв катушке обратной связй за счеттрансформации сигнала подвижной катушки,Целью изобретения является повышение точности воспроизведения колебаний,Поставленная цель достигаетсятем, что в электродинамическом вибростенде, содержащем магнитопровод,упруго подвешенный каркас с катушкой,размещенной в воздушном зазоре магнитопровода, усилитель мощности, выходом подключенный к катушке, и обмотку обратной связи, подключеннуючерез звено обратной связи ко входуусилителя мощности, он снабжен ферромагнитньпл якорем, жестко закрепленным на каркасе, а обмотка обратнойсвязи закреплена на магнитопроводеи взаимодействует с ним,40Якорь может быть выполнен иэ магнитомягкого материала-, или из намаг, ниченного магнитотвердого материала.На чертеже представлена схема 45 электродинамическогс вибростенда.В кольцевом воздушном зазоре 1 магнитопровода 2 расположен упруго подвешенный каркас 3 с катушкой 4, подключенной к выходу усилителя 5 мощности, Обмотка б обратной связи подключена через звено 7 обратной связи ко входу усилителя 5 мощности. Обмотка 6 обратной связи закреплена неподвижно на магнитопроводе. К каркасу 3 жестко прикреплен,ферромаг нитный якорь 8, взаимодействующий с магнитопроводом 2 и обмоткой 6 обратной связи. Якорь 8 может быть выцолнвн иэ магнитомягкого материала, например, иэ технически чистого же леэа (железа "Лрмко"), или из намаг,ниченного магнитотвердого материала, например, иэ алюминий-никель-кобаль,тового сплава (альнико, магнико, ОНДК и т,д.) . Электродинамический вибростенд работает следующим образом.Электрический сигнал Б(1), например, изменяющийся по гармоническому закону, подается на вход усилителя 5.мощности, и вызывает ток 1(г) в катушке 4, находящейся в постоянном магнитном поле воздушного зазора 1.Возникающая при этом силаГ(г) = 1В 1где В - индукция магнитного поля ввоздушном зазоре,Ыу - длина проводника катушки 4,воздействуя на катушку 4, а с ней ина каркас 3 с жестко закрепленнымна ней якорем 8, вызовет их перемещение вдоль оси х-х. В результатеизменения магнитного сопротивленияв промежутке между якорем 8 и магнитопроводом 2 в обмотке б обратнойсвязи наведется ЭДС, пропорциональная скорости изменения величины магнитного поля, а значит и скоростиперемещения каркаса 3 (подвижнойсистемы вибровозбудителя),Этот сигнал П(7) может быть испоказан для . измерения скоростиподвижной системы, так как не имеетдругих составляющихСигнал У(Ч) через звено 7 обратной связи одновременно с сигналомвозбуждения ц(С) подается на входусилителя 5 мощности,Первый (низший ) механический резонанс электродинамического возбудителя колебаний определяется массойподвижной системы возбудителя и жесткостью ее подвеса, В связи с этимв области низких частот колебательную систему электродинамическоговозбудителя можно рассматривать каксистему с однОй степенью свободы, .для которой уравнение движения записывается в видевх+В х+сх = ГЮ-ЬАОик Мгде щмасса подвижной систеЬ трение в подвесе подвижной системы,с - жесткость подвеса подвижной системы;У(1) " напряжение на катушке 4,г - полное входное сопротивление катушки 4,Напряжение на катушке 4 можетбыть записано в видеО=к, ОМ+ку им где- коэффициент обратной связи, определяемой звеном 7; К - коэффициент передачи усиМ лителя 5 мощности,13(Ч) = В 1 хВ - индукция магнитного поляХв зоне обглотки 6;1 - длина проводника обмотки 6,х -. колебательная скоростьподвижной системы (якоря 8).Подставив в уравнение движения выражение для Угж(й) и собрав,коэффи- циенты при х, получаемХ+ П В-Р -". - ф к 1 х+Н,К: - КОЩеегде 26 = - и=уЬ.щф ВКоэффициент обратной связи, при котором будут подавлены собственные колебанйя подвижной системы возбудителя, определяется из условия достижения критического затуханияцо- й-8 ВаЕ, К.,Обеспечение демпфирования вплоть до подавления собственных колебаний на первой резонансной частоте позволяет повысить точность воспроизведения закона изменения задающего сигнала Б(1), т.е, повыаение точности воспроизведения колебаний.Выполнение обмотки 6 неподвижной повыаает надежность работы возбудителя, так как отпадает необходимость в сложном и малонадежном конструктивном элементе - подвижном токоподводе к ней,формула изобретения 1.Электродинамический вибростенд,сбдержащий магнитопровод, упругоподвешенный каркас с катушкой, разглещенной в воздушном зазоре магнитопровода, усилитель мощности, выходомподключенный к .катушке, и обмотку обратной связи, подключенную череззвено обратной связи к входу усили 10 теля мощности, о.т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повиаения точности воспроизведения колебаний,вибростенд снабжен ферромагнитнымякорем, жестко закрепленньвл на каркасе, а обмотка обратной связи закреплена на магнитопроводе и взаимодействует с якорем.2. Вибростенд по п.1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что якорь вы; полнен иэ магнитомягкого материала.3. Вибростенд по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что якорь выпопнен из намагниченного магнитотвердого материала.2 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ч 1 Ьгай 1 оп Рече 1 ор 1 пд 1 пйцэ 1 гу1 ИС, 123 Цпгодае-сЬо, К 1 Са-Кц, ОэаЕа,дарап. Возбудитель колебаний серии и.2. Авторское свидетельство СССР9403449, кл. В 06 В 1/4, 1971.3 Брюль и Къер, Нэрум, Дания,946686 Составитель И.ЛынскийТехред Х.Иыцьо Хорректор О, Еилак Р едактор Л . Власен ко Заказ 5404/14 Тираж 495 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4